Користувач:Юлія Облогіна/Чернетка
Вивчення сельових явищ[ред. | ред. код]
Сель – це суміш твердого матеріалу і води, яка рухається потоком вниз зі схилів чи вздовж русла долини. Селі належать до процесів, механізм руху яких відбувається за флювіальними та гравітаційними законами. Поштовхом до їхнього виникнення є зливові опади, інтенсивне танення снігу, прориви водосховищ. Передумова – наявність пухкого вивітрілого матеріалу у верхів’ях схилів. Вода змиває його, зосереджуючись спочатку в малих, а потім більших потоках [1]. Частка уламкового матеріалу сягає 75% об’єму рухомої маси (зазвичай частка зважених речовин у гірських ріках становить 1–2%). Швидкість сходження селю 3–8, іноді 12–15 м/с (для порівняння,швидкість рік Дністра чи Стрия на гірських відрізках 0,9–1 м/с). Його проходження супроводжується гулом і вібрацією землі. Сель – з арабської сайль – бурхливий потік; у Швейцарії та Австрії це явище називають wildback –дикий потік, у США – mudflow грязьовий потік, у Франції torrent – гірський потік. Рухається у вигляді валу грязекам’яного місива, який захоплює на своєму шляху все, що потрапляє в сферу його впливу, поступово збільшуючи свій об’єм. Потік змиває і розмиває русло, береги, схили долини, накопичений у їхній основі уламковий матеріал і всі перепони. Триває від 1 до 3–5 год. Залишає на схилі після себе глибокі рови, а у низів’ях – великі маси пухкого матеріалу. Один сель за десятки хвилин зносить стільки пухкого матеріалу, скільки звичайна гірська ріка за 50–100 років [1].
Чинники сельотворення[ред. | ред. код]
1. Гідрометеорологічні: сума опадів за один дощ; тривалість дощу та його інтенсивність; сніжність зим, інтенсивність снігопадів, висота снігу і його щільність; температура повітря в період сніготанення.
2. Геологічні: літологічний і мінералогічний склад відкладів, гранулометричний склад, форма уламків, від яких залежить механізм руху селя, а також тип і потужність кори вивітрювання (потужність глинисто-щебенистих накопичень), тріщинуватість порід, виверження вулканів, сейсмічність.
3. Геоморфологічні: крутість і форма схилів, ухил ерозійних форм, густота і глибина розчленування земної поверхні, спектр екзогенних процесів досліджуваної території.
4. Ґрунтово-геоботанічні: стан рослинного покриву і тип рослинності; тип ґрунтів і їхній стан.
5. Антропогенні: рубка лісу, випасання худоби та знищення лучного покриву, порушення вимог агротехніки на орних землях, неправильне складування відвалів породи тощо [1].
Інформацію про гідрометеорологічні чинники беруть з даних гідрометеостанцій або ведуть спеціалізовані дослідження на сельостокових станціях. Геолого-геоморфологічні дані отримують за допомогою експедиційних досліджень, аналізу геологічних, топографічних, геоморфологічних, карт четвертинних відкладів, сучасної тектоніки регіону. Використовують також карти ґрунтів. Дані про антропогенні чинники з’ясовують головно з дистанційних матеріалів та уточнюють польовими методами [1].
Класифікації селів[ред. | ред. код]
Столітній досвід досліджень сельових явищ у різних регіонах Землі дав змогу згрупувати їх за умовами та місцем формування, складовими та характеристиками селевого потоку, джерелами живлення тощо. Класифікації відображають суть сельових явищ, допомагають правильно обрати протисельові заходи [1].
Селі класифікують:
1. За генезисом (класифікація С. Флейшмана, В. Перова, 1986). На першому рівні класифікації селі згруповані у три класи, які відрізняються за головними чинниками розвитку та режимом. Класи сельових явищ поділяються на типи. В основу виділення типів покладена першопричина утворення селів.
Перший клас – селі зонального прояву. Головна причина виникнення – змінність гідрометеорологічних умов. Сходження селів систематичне, а шляхи сходження – постійні.
Типи: 1) дощовий; 2) сніговий; 3) льодовиковий.
Головні причини виникнення: 1) зливові затяжні дощі; 2) інтенсивне сніготанення; 3) інтенсивне танення снігу та льоду, яке зумовлює прорив накопичень талих льодовикових вод [1].
Районами сходу селів після інтенсивних злив і сніготанення є південні схили Доломітових Альп в Італії, Північно-Французьких Альп, Великого Кавказу у Грузії та Азербайжані, Малого Кавказу у Вірменії, Паміро-Алтаю, Тянь-Шаню, Забайкалля. Щорічно селі простежуються у Тибеті, Гімалаях, Гіндукуші, Каракорумі. Басейн р. Цзянцзя в межах Юнаньського нагір’я (Китай) має рекордну повторюваність селів – 1–10 разів на рік. У провінції Сичуань (Китай), в межах Сіно-Тибетських гір, виявлено 3100 сельових русел, що в масштабі 1:1 млн є рекордним для світу. Великий дощовий сель відомий на р. Алматинці 1921 р., який призвів до руйнування частини м. Алмати (Казахстан). На американському континенті районами розвитку селів є берегові хребти північного заходу США та Канади, Анди у Чилі, Патагонія в Аргентині.
В Україні переважають дощові селі, які проходять в Карпатах – у басейнах рік Чорної Тиси, Прута, Латориці, Дністра, а також Кримських горах – здебільшого на південно-східних його відрогах [1].
Другий клас – азональні або регіональні селі. Причина – активні ендогенні процеси. Формуються епізодично, неритмічно. Шляхи руху змінюються.
Типи: 1) вулканогенний; 2) сейсмогенний; 3) лімногенний.
Головні причини виникнення: 1) виверження вулканів; 2) землетруси силою 7–8 балів; 3) прорив природних озерних дамб.
Сейсмогенні селі відбулися 1964 р. на Алясці, 1949 – на Памірі, 1957 – на Становому нагір’ї у Бурятії в Забайкаллі, 1970 – в Перу, 1987 – в Еквадорі. Вулканогенні селі проявилися в Японії, Філіппінах, Індонезії, Мексиці, Коста-Ріці, Еквадорі, Колумбії. Найбільшим вулканогенним селем був потік 1985 р. в Колумбії після виверження вулкану Руіс, внаслідок чого загинуло 23 тис. осіб. Лімногенні селі пов’язані з проривом моренних озер, найбільше розвинені у Канадських Скалистих горах, на Алясці, в Ісландії [1].
Третій клас – антропогенні селі. Головний чинник – порушення стійкості гірських порід внаслідок господарської діяльності людини. Приурочені до зон промислового та землеробського освоєння гірських районів і височин. Режим нестійкий і неоднорідний.
Типи: 1) антропогенний або прямого впливу людини (створення неякісних антропогенних форм рельєфу і їхнє руйнування); 2) природно-антропогенний або опосередкованого впливу (знищення і деградація рослинності, що стимулює розвиток сельових й ерозійних процесів).
Антропогенні селі простежувались у Китаї, на його 28 родовищах; у низькогір’ях Великобританії після знищення лісів; в Індії штаті Пенджаб, внаслідок екстенсивного землеробства; внаслідок експлуатації родовищ і вирубування лісів у Бразилії, Венесуелі, Еквадорі. Антропогенний сель відбувся у Києві 1961 р. у Бабиному яру внаслідок прориву дамби, що перекривала рідкі відходи сусідньої цегельні (Куренівська трагедія) [1].
2. За висотним положенням (класифікація F. Frech, 1905; Д.Л. Соколовського, 1957):
1) високогірні (вище 2500–3000 м). Їхній об’єм становить 5–25 тис. м³ з 1 км² за один сель;
2) середньогірні (1000–2500 м); об’єм виносу з 1км² 5–15 тис. м³;
3) низькогірні (висота менше 1000 м) об’єм виносу менший 5 тис. м³ з 1 км² за сель.
3. За речовинним складом (класифікація М.О. Веліканова, 1945):
1) воднокам’яні: об’ємна вага твердого матеріалу 1,1–1,5 т/м3, а вміст до 10%. Через низьку густину подібний до рідин. Відрізняється від водного паводку тимчасовістю і селевим типом гідрографа (у вигляді зубчастої кривої);
2) грязьові: об’ємна вага мулистого (менше 1 мм) матеріалу 1,6–2,0 т/м3 або більше 50%. Розвинені у басейнах з піщано-глинистими та лесовими ґрунтами;
3) грязекам’яні: об’ємна вага уламків 2,1–2,5 т/м3. Мають приблизно рівне співвідношення мулистих частинок, уламків різних розмірів і води – до 30%. Через велику густину потік має в’язкопластичні властивості [1].
У пізніших роботах виділяли також водноснігові селі – суміш грудок, зерен снігу з водою.
Формуються в період сніготанення під час різких підйомів температури повітря у гірських районах субарктичної зони. Сніговий покрив забезпечує рідку і тверду складові потоку. За гранулометричним складом уламкового матеріалу селі також поділяють на: грязьові (частинок 2 мм менше 10%); щебенисті (галька і валуни менше 10%); галькові (галька і валуни понад 10%, але валунів менше 10%); валунні (валуни та брили понад 10%).
4. За динамічними властивостями сельові потоки поділяють:
1) зв’язні (вся вода зв’язана дрібними частинками ґрунту, густина 14–22 кН/м3). Рухаються втурбулентному та ламінарному режимах залежно від вмісту глинистих частинок і швидкості руху;
2) незв’язні (є вільна вода, густина 11,5–15,5 кН/м3) [1].
Властивий тільки турбулентний режимруху. Ці види селів важливі під час розрахунків протисельових споруд і призначення відповідних заходів.
5. За величиною селі означують:
1) дуже малі (менше 1 000 м³);
2) малі (1 000–10 000 м³);
3) середні (10 000–100 000 м³);
4) великі (100 000–1 000 000 м³);
5) дуже великі (1 000 000–10 000 000 м³);
6) гігантські (10 000 000 м³ і більше).
Або: катастрофічні (понад 1 млн м3), потужні (об’єм близько 100 тис. м3) і малої потужності (менше 10 тис. м3).
6. За морфологією (місцеположенням) сельозбірних басейнів: - руслові (долинні); - схилові [1].
У першому випадку потік рухається вздовж русла долини, сель значної потужності через велику площу водозбору.
У другому випадку селі малі, сходять по одному з гірських схилів чи бортів долини. М. Будз розширив цю класифікацію, крім схилових і руслових селів, виділив ярково-балкові системи високогірних областей давнього та сучасного зледеніння, сейсмічних зон, районів сучасного вулканізму.
Схилові сельові потоки поділяють на ерозійні, лавинні та соліфлюкційні. Ерозійні схилові сельові потоки виникають на тих ділянках схилів, де у їхніх верхніх частинах є зниження різного генезису (місця формування обвалів, зсувів, ерозійні улоговини тощо), а пухкі схилові відклади не закріплені або недостатньо закріплені рослинністю. Їхні характерні особливості – швидке нарощування витрат, збільшення густини сельового потоку до 1,4–1,5 т/м3, зростання його потужності й нетривалий час проходження. Снігово-лавинні селі утворюються ранньою весною, коли дощі випадають на сніг. Його танення зумовлює лавину, яка, проходячи схилом, захоплює пухкий матеріал. Соліфлюкційні селі формуються на схилах з багаторічно-мерзлими ґрунтами під час весняного розмерзання їхніх верхніх шарів і руху униз по замерзлому шару [1].
Руслові сельові потоки поділяють на два підтипи: розвинені у малих (20–150 км2) і великих (200–1500 км2) водозборах рік. Малі розвиваються на невеликих гірських ріках, часто з непостійним стоком, захоплюють обвально-делювіальні відклади, які лежать вище, і сходять у вигляді грязекам’яних потоків. Великі формуються у середніх і нижніх частинах річкових басейнів, захоплюють алювіально-пролювіальний матеріал заплав, русел рік, мають вигляд воднокам’яних потоків.
Ярково-балкові селі розвиваються в районах із потужними глинистими породами (лесами, суглинками, глибоким базисом ерозії), відбуваються лише в разі зливових опадів великої інтенсивності. Джерелами твердого матеріалу є обвально-зсувні нагромадження схилів і конуси виносу бокових ярів. За консистенцією – це грязьові або грязекам’яні потоки.Селі високогірних областей давнього та сучасного зледеніння живляться твердим матеріаломморен. Сходять майже під час кожної великої зливи і відкладають матеріал у нижніх частинах схилів, створюючи передумови для руслових селів. Мають вигляд грязекам’яних потоків. Селі в сейсмічних зонах виникають під час суміщення підземних поштовхів й атмосферних опадів. Мають в’язко-плинну консистенцію. Селі в зонах сучасного вулканізму з’являються під час виверження вулкану у поєднанні з випаданням злив або конденсації водяних парів, які виділяє лава чи викидає вулкан. Джерела твердої фази – попіл й уламки пемзи [1].